Bariera hematoencefalică: structură, funcție și boli

sânge-creier bariera servește drept barieră naturală între centrală sistem nervos (SNC) și fluxul sanguin. Permite doar transportul selectiv al substanțelor. Întreruperea sistemului sânge-creier bariera poate conduce la boli cerebrale severe.

Ce este bariera hematoencefalică?

sânge-creier bariera delimitează condițiile de mediu din creier și din sânge. În creier au loc procese foarte complexe și reglate fin, a căror întrerupere ar avea consecințe incalculabile. Bariera hemato-encefalică prin urmare asigură protecția SNC de la patogenii, toxine, anticorpi, leucocite, de la influența neurotransmițătorilor în sânge și de la modificările nivelurilor de PH. În același timp, este necesar să se asigure că SNC este alimentat cu substanțele nutritive de bază și substanțele necesare funcției sale. Același lucru este valabil și pentru îndepărtarea produselor de degradare ale metabolismului creierului. Prin urmare, bariera nu este complet ermetică, dar permeabilă selectiv. Transportul substanțelor importante între fluxul sanguin și creier este reglementat prin procese de difuzie pasive și active, precum și prin procese chimice selective. Vital molecule, Cum ar fi de apă, oxigen, și substanțe nutritive importante, pot trece prin Bariera hemato-encefalică fără restricție.

Anatomie și structură

Bariera hemato-encefalică este compus din celulele endoteliale, pericite și astrocite. Celulele endoteliale formează stratul de perete cel mai interior al capilarelor. Printre altele, aceste celule reglează schimbul de substanțe între țesut și sânge. În bariera hematoencefalică, celulele endoteliale au așa-numitele joncțiuni strânse. Acestea sunt benzi înguste de membrană proteine care leagă celulele endoteliale atât de strâns încât formează un strat impermeabil la multe substanțe. Doar foarte mic molecule poate difuza prin acest strat. Schimbul de substanțe între celulă și spațiul intercelular este astfel împiedicat în mare măsură. La rândul lor, pericitele sunt situate pe peretele exterior al capilarelor și sunt țesut conjunctiv celule. Acestea sunt conectate la celulele endoteliale prin canale celulă-celulă, joncțiunile gap. Interacțiunea ambelor tipuri de celule prin intermediul acestor canale controlează potențialul membranei, care este responsabil pentru difuzia selectivă a substanțelor. Astrocitele, așa-numitele celule păianjen, constituie majoritatea celulelor gliale conținute în SNC. Aceștia furnizează neuronilor nutrienți prin contactele către vas de sânge. Receptorii pentru neurotransmițători sunt localizați în membrana lor. De asemenea, acestea induc și mențin simultan bariera hematoencefalică prin membrana limitans glialis perivascularis (o membrană limitativă care înconjoară sângele nave a creierului).

Funcția și sarcinile

Pe lângă funcția sa de protecție pentru SNC împotriva influențelor nocive, bariera hematoencefalică reglează și procesele de transport între fluxul sanguin și creier. Astfel, există diverse procese fizice și chimice care controlează acest transport. Majoritatea substanțelor solubile care pot traversa această barieră trec prin ea prin difuzie. Deoarece bariera hematoencefalică este etanșată strâns de joncțiuni strânse, difuzia nu poate avea loc prin fisuri intercelulare așa cum se întâmplă în alte organe. Prin intermediul capilar nave din creier, substanțele pot fi trecute numai prin transport transmembranar. Difuzia liberă reprezintă cea mai simplă formă a acestui transport. Mic lipofil molecule se poate difuza pasiv prin membranele celulare ale epiteliilor și chiar prin joncțiuni strânse. Molecule polare mici, cum ar fi de apă, sunt supuse permeabilității mediată de canal. Anumite canale proteine, acvaporine, mediază transportul de apă peste bariera hematoencefalică și astfel reglează simultan apa echilibra a creierului. Pentru molecule nutritive mari și polare, dar vitale, cum ar fi glucoză sau multe aminoacizi, există anumite molecule de transport care facilitează difuzarea substanțelor corespunzătoare. Deoarece nu este necesară energie pentru aceste forme de difuzie, acestea sunt difuzii pasive. Cu toate acestea, există și substanțe care pot fi transportate numai cu utilizarea ATP, adică prin adăugarea de energie. Transportoarele active sunt așa-numitele „pompe” care transportă substraturile cu aport de energie chiar și împotriva concentrare gradient. Moleculele selectate traversează de asemenea bariera hematoencefalică cu ajutorul unor receptori speciali care sunt responsabili în mod specific pentru transportul lor.

Boli

Întreruperea barierei hematoencefalice poate conduce la diferite boli neurologice. Boli inițiale, cum ar fi diabet mellitus, inflamaţie în creier sau tumori cerebrale, deseori deteriorează această barieră. Consecințele pe termen lung sunt leziunile cerebrale. Anumit patogenii poate traversa bariera hematoencefalică. Acestea includ virusul HI. niste bacterii, cum ar fi Escherichia coli, depășesc uneori mecanismele de protecție ale barierei prin eliberarea de toxine speciale. Dacă celulele pentru sistemul imunitar de apărare ale organismului depășesc bariera hematoencefalică, tabloul clinic al scleroză multiplă se poate dezvolta. Studiile au arătat că bolile neurodegenerative, precum Alzheimer, de asemenea, fac ca bariera dintre creier și fluxul sanguin să devină permeabilă. Acesta poate fi punctul de plecare pentru dispariția extinsă a celulelor creierului. Se știe că este un factor de risc major pentru boala neurologică alcool abuz. Cronic alcool consumul afectează bariera hematoencefalică cu consecințe incalculabile. Disfuncția barierei favorizează infecțiile bacteriene și răspunsurile inflamatorii induse autoimunologic în creier. Nicotină abuzul este, de asemenea, un factor de risc în ceea ce privește afectarea barierei hematoencefalice. Nicotină promovează bolile cardiovasculare, care la rândul lor au un impact major asupra performanțelor creierului. Fumătorii au un risc mai mare de a dezvolta bacterii meningita. Studiile au arătat că structura barierei hematoencefalice este modificată de nicotină. Joncțiunea strânsă proteine sunt distribuite diferit și nu mai pot îndeplini pe deplin funcția lor. Influența radiatie electromagnetica despre bariera hematoencefalică este de asemenea discutată. Este negativ sănătate au fost documentate efecte pentru gama megahertz la gigahertz pentru densități de energie ridicate. Energia ridicată densitate of radiatie electromagnetica duce la o încălzire măsurabilă în țesutul afectat. Rămâne de investigat măsura în care încălzirea afectează bariera hematoencefalică.

Boli tipice și frecvente ale creierului.

  • Demenţă
  • Boala Creutzfeldt-jakob
  • Lacune de memorie
  • Hemoragii cerebrale
  • Meningita